CN207815388U - 用于燃烧室的定位组件、燃烧室及航空发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于燃烧室的定位组件、燃烧室及航空发动机。其中，用于燃烧室的定位组件，所述定位组件呈翼型，所述定位组件包括迎风部和背风部，所述迎风部相对于所述背风部位于所述燃烧室内气流的上游；且所述迎风部的尺寸大于所述背风部的尺寸。本实用新型能够有效减少流过的空气流阻，使定位组件附近的空气流场组织趋于规则，从而改善燃烧室的外环腔内的整体流场分布，使得进入涡轮的气流得到改善，从而保证涡轮良好的工作状态和寿命的延长。

Description

用于燃烧室的定位组件、燃烧室及航空发动机

技术领域

本实用新型涉及航空发动机领域，尤其涉及一种用于燃烧室的定位组件、燃烧室及航空发动机。

背景技术

如今航空发动机的燃烧室多采用直流式短环形燃烧室结构，而环形燃烧室的工作对进口流场比较敏感。由于燃烧室外环腔内有多个定位销钉处于流场中，使得燃烧室的外环腔流场存在严重的局部不规则现象。不良好的进口流场将会影响燃烧室出口的流场分布，尤其对后续结构如涡轮的工作状态及寿命等都是十分不利的。

由于定位销钉靠近火焰筒，整体受到火焰筒的热辐射且没有任何防护措施，销钉在长期热辐射的条件下容易产生热疲劳而导致连接强度降低，从而影响燃烧室本身的寿命问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种用于燃烧室的定位组件、燃烧室及航空发动机，其中，燃烧室的定位组件能够在很大程度上解决燃烧室流场不规则的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于燃烧室的定位组件，所述定位组件呈翼型，所述定位组件包括迎风部和背风部，所述迎风部相对于所述背风部位于所述燃烧室内气流的上游；且所述迎风部的尺寸大于所述背风部的尺寸。

可选地，所述定位组件包括定位件和导流罩，所述导流罩设于所述定位件的外周，所述导流罩呈翼型。

可选地，所述定位件包括：第一定位部，其位于所述导流罩的外部；第二定位部，其第一端连接所述第一定位部，且位于所述导流罩内，其第二端位于所述导流罩的外部；所述第一定位部的尺寸大于所述第二定位部的尺寸。

可选地，所述第一定位部的尺寸大于所述导流罩的尺寸。

可选地，所述定位组件设有冷却流道，所述冷却流道用于将气流引入所述定位组件内。

可选地，所述定位组件包括定位件和导流罩，所述导流罩设于所述定位件的外周；所述冷却流道包括设于所述定位件的流道，和/或，设于所述定位件与所述导流罩之间的流道。

可选地，所述冷却流道包括设于所述定位件的第一流道和第二流道，所述第一流道用于向所述定位件的内部引入气流，所述第二流道连通所述第一流道，用于将所述定位件内部的气流排出。

可选地，所述冷却流道包括设于所述定位件的第三流道，所述第三流道与所述第一流道连通，所述第一流道沿所述定位件的轴向设置，所述第三流道的进气端位于所述定位件的侧向，用于向所述定位件内部引入气流。

可选地，所述第一流道的其中一端穿出所述定位件，且在穿出端设有堵头。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种燃烧室，其包括上述的用于燃烧室的定位组件。

可选地，燃烧室包括燃烧室外机匣和燃烧室火焰筒，所述定位组件连接所述燃烧室外机匣和所述燃烧室火焰筒。

可选地，燃烧室包括定位球和定位座，所述燃烧室火焰筒设有连接孔，所述定位球和所述定位座设于所述连接孔内，用于连接所述定位组件。

可选地，燃烧室包括压片，所述压片设于所述连接孔的外部，用于防止所述定位球和定位座从所述连接孔内脱落。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种航空发动机，其包括上述的燃烧室。

基于上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，定位组件可以呈翼型，其迎风部的尺寸大于背风部的尺寸，能够有效减少流过的空气流阻，使定位组件附近的空气流场组织趋于规则，从而改善燃烧室外环腔的整体流场分布，使得进入涡轮的气流得到改善，从而保证涡轮良好的工作状态和寿命的延长。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出本实用新型一个或多个实施例的燃烧室示意图；

图2示出本实用新型一个或多个实施例的定位组件放大示意图；

图3示出本实用新型一个或多个实施例的定位组件安装于外帽罩的立体示意图；

图4示出本实用新型一个或多个实施例的定位组件安装于外帽罩的主视示意图；

图5为示出本实用新型一个或多个实施例的定位组件的剖视示意图。

附图中标号：

1-定位组件；

11-定位件；111-第一定位部；112-第二定位部；113-第一流道；114-第二流道；115-第三流道；116-堵头；117-第四流道；

12-导流罩；13-迎风部；14-背风部；

2-定位球；

3-定位座；

4-压片；

5-燃烧室外机匣；

6-燃烧室内机匣；61-燃烧室内机匣型面；

7-火焰筒；71-火焰筒内环；72-火焰筒外环；73-外罩帽；74-内罩帽；75-安装座；

8-扩压器；81-扩压器内环；82-扩压器外环；

91-机匣前端内型面；92-机匣前端外型面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型实施例提供的定位组件适用于燃烧室。该燃烧室可以为航空发动机的燃烧室。

航空发动机的燃烧室多采用直流式短环形燃烧室结构，气流从压气机进入燃烧室后分别进入燃烧室的内环腔、外环腔、头部及火焰筒。

燃烧室的头部结构为整个燃烧室最重要的结构之一，进入它的气流会影响整个燃烧室的工作状态。

流入燃烧室的内环腔和外环腔的气流虽然不会对燃烧室的工作状态产生太大影响，但是会对与燃烧室连接的后端涡轮的工作状态和寿命产生巨大影响。良好的燃烧室的内环腔和外环腔气流分布是保证涡轮工作状态符合要求，寿命正常的必备条件。

燃烧室环腔内空气流动的局部不规则性是对燃烧室的内环腔和外环腔气流影响最大的因素之一。燃烧室环腔内空气流动的局部不规则性是由于必不可少的火焰筒支承件、燃油喷油杆、点火器电嘴等部件导致的流路上的局部障碍而引起的。燃烧室内局部空气的不规则性会增加流动损失，影响后端涡轮工作稳定性，导致涡轮寿命减短。

为了让燃烧室的内环腔和外环腔里得到一个均匀分布的空气流态，可以通过设置环形扩压器、空气扰流器、估算主燃区空气回流流量等。上述方式虽然能够解决部分燃烧室空气进口流场不均匀性的问题，但是燃烧室环腔内的空气流动局部不规则的问题仍没有得到解决。

燃烧室的定位组件是燃烧室的重要部件之一，由它来连接定位燃烧室的外机匣与燃烧室的火焰筒，涡轮的寿命和工作状况很大程度上要受从燃烧室出来的空气流场的影响。

燃烧室的外环腔内有多个定位组件处于流场中，使得燃烧室的外环腔流场存在严重的局部不规则现象，因此要对外环腔内局部不规则的气流进行处理使得外环腔能形成良好的空气动力场，这样才能保证进入燃烧室后端涡轮的气流速度均匀分布，才能保证涡轮良好的工况和寿命。

图1示出本实用新型一个或多个实施例的燃烧室，燃烧室包括扩压器8、燃烧室外机匣5、燃烧室内机匣6和火焰筒7。

扩压器8包括扩压器内环81和扩压器外环82。

燃烧室外机匣5和燃烧室内机匣6两者形成燃烧室机匣组件。

燃烧室机匣组件包括机匣前端内型面91和机匣前端外型面92，机匣前端内型面91和机匣前端外型面92共同形成了扩压器出口的机匣流道型面。机匣前端内型面91和机匣前端外型面92分别与扩压器内环81和扩压器外环82通过螺栓连接固定。

火焰筒7包括火焰筒内环71、火焰筒外环72、外帽罩73和内帽罩74。外帽罩73与火焰筒外环72通过焊接连接，内帽罩74与火焰筒内环71也通过焊接连接。其中，火焰筒外环72与燃烧室外机匣5形成了燃烧室机匣外环腔，火焰筒内环71与燃烧室内机匣型面61形成了燃烧室内环腔。

如图1、图2所示，定位组件1连接定位燃烧室外机匣5与燃烧室的火焰筒7。

如图5所示，在一些实施例中，定位组件1呈流线型，定位组件1包括迎风部13和背风部14，迎风部13相对于背风部14位于燃烧室内气流的上游；且迎风部13的尺寸大于背风部14的尺寸。

在至少一个实施例中，定位组件1呈流线型，且其迎风部13的尺寸大于背风部14的尺寸，用于改善定位组件1附近的空气流场组织，使得进入涡轮的气流得到改善，从而保证涡轮良好的工作状态和寿命的延长。

在一些实施例中，定位组件1可以呈翼型。定位组件1的大头端为迎风部13，小头端为背风部14，这种安装方式可以有效的减少流过的空气流阻，改善定位组件1附近的流场组织，从而改善外环腔的整体流场分布，即改善涡轮进口的空气流场组织，使得涡轮的工作状况和寿命得到良好改善。

如图2所示，在一些实施例中，定位组件1包括定位件11和导流罩12，导流罩12设于定位件11的外周，导流罩12呈流线型。

可选地，导流罩12呈翼型。在定位件11的外面贴面安装一个翼型的导流罩12，使得经过定位件11附近的空气流场组件得到良好的改善。

可选地，导流罩12与定位件11可以采用焊接的固定方式。

在一些实施例中，定位件11包括第一定位部111，第一定位部111位于导流罩12的外部。可选地，第一定位部111的尺寸大于导流罩12的尺寸。

在一些实施例中，定位件11包括第二定位部112，第二定位部112的第一端连接第一定位部111，且位于导流罩12内，第二定位部112的第二端位于导流罩12的外部，用于与火焰筒7连接。第一定位部111的尺寸大于第二定位部112的尺寸。

由于第一定位部111位于导流罩12的外部，第一定位部111的迎风面的尺寸大于第一定位部111的背风面的尺寸。

上述实施例中的定位件11可以为定位销钉。

作为燃烧室重要部件之一的定位组件1，由于长期处于火焰筒的压气机出口，受到热气辐射和火焰筒的热辐射，容易产生热疲劳而导致连接强度降低，从而影响燃烧室本身的寿命问题。

在一些实施例中，定位组件1设有冷却流道，冷却流道用于将气流引入定位组件1内。可选地，可以从燃烧室的外机匣外腔进口处引入一股冷却空气进入到定位组件1的内部，可以有效改善定位组件1受到的火焰筒的热辐射，从而提高定位组件1的抗热疲劳能力，防止连接强度的降低，从而增加燃烧室本身的寿命。

在一些实施例中，定位组件1包括定位件11和导流罩12，导流罩12设于定位件11的外周；冷却流道可以包括设于定位件11的流道，和/或，可以包括设于定位件11与导流罩12之间的流道。

如图2所示，在一些实施例中，冷却流道包括设于定位件11的第一流道113和第二流道114，第一流道113用于向定位件11内部引入气流，第二流道114连通第一流道113，用于将定位件11内部的气流排出。通过引入冷却空气进入到定位件11内部，并最终排出定位件11，从而能够对定位件11起到冷却效果。

可选地，可以从燃烧室的外机匣外腔进口处引入一股冷却空气进入到定位件11内部，可以有效改善定位件11受到的火焰筒的热辐射，从而提高定位件11的抗热疲劳能力，防止连接强度的降低，从而增加燃烧室本身的寿命。

在一些实施例中，第一流道113和第二流道114至少之一沿定位件11的轴向设置。

在一些实施例中，定位件11设有第三流道115，第三流道115与第一流道113连通，用于向定位件11内部引入气流。第三流道115的进气端穿出定位件11的侧部，利于直接将定位件11的侧向流过来的冷空气引入第一流道113。

在上述实施例的基础上，第一流道13沿定位件11的轴向设置，第一流道13的第一端穿出定位件11的顶部，第一流道13的第二端位于定位件11内，利于第一流道13的加工。可选地，第一流道113的第一端设有堵头116。

在至少一个实施例中，第一流道113的第一端设有堵头116，用于防止从第三流道115引入的气流通过第一流道113的第一端排出。

可选地，第二流道112沿定位件11的轴向设置，且排气端穿出定位件11的顶部。

第一流道113与第二流道114之间可以通过设置第四流道117连通，第三流道115的进气端引入的气流沿第三流道115进入第一流道113，继而通过第四流道117进入第二流道114，最后从第二流道114的排气端从定位件11内部排出。

在一些实施例中提供的燃烧室，其包括上述的用于燃烧室的定位组件。

上述实施例中的燃烧室包括燃烧室外机匣5和燃烧室火焰筒7，定位组件1连接燃烧室外机匣5和燃烧室火焰筒7。

如图2所示，在一些实施例中，燃烧室包括定位球2和定位座3，燃烧室火焰筒7设有连接孔，定位球2和定位座3设于连接孔内，用于连接定位组件1。

可选地，如图3、图4所示，燃烧室火焰筒7的外罩帽73设有定位组件1的连接孔和安装座。

在一些实施例中，燃烧室包括压片4，压片4设于连接孔的外部，用于防止定位球2和定位座3从连接孔内脱落。

定位组件1中的定位件11的第一定位部111设于燃烧室外机匣5的外侧，第二定位部112穿过燃烧室外机匣5设于外罩帽73的连接孔内，且通过定位球2和定位座3连接定位，连接孔外部设有压片4，用于防止定位球2和定位座3从连接孔内脱落。

本实用新型中的翼型的定位组件1对燃烧室外环腔内的气流局部的不均匀性具有减弱作用，且流过该翼型的定位组件1的空气流阻损失小，可实现性强。

对定位组件1的内部引入的若干股冷却空气具有冷却定位组件1的作用，可以有效防止定位组件1在受燃烧室头部出口及火焰筒内火焰的高热辐射作用下而造成的热疲劳，提高了定位组件1的连接强度性能。

在一些实施例中提供的航空发动机，其包括上述的燃烧室。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述定位组件(1)呈翼型，所述定位组件(1)包括迎风部(13)和背风部(14)，所述迎风部(13)相对于所述背风部(14)位于所述燃烧室内气流的上游；且所述迎风部(13)的尺寸大于所述背风部(14)的尺寸。

2.根据权利要求1所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述定位组件(1)包括定位件(11)和导流罩(12)，所述导流罩(12)设于所述定位件(11)的外周，所述导流罩(12)呈翼型。

3.根据权利要求2所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述定位件(11)包括：

第一定位部(111)，其位于所述导流罩(12)的外部；

第二定位部(112)，其第一端连接所述第一定位部(111)，且位于所述导流罩(12)内，其第二端位于所述导流罩(12)的外部；

所述第一定位部(111)的尺寸大于所述第二定位部(112)的尺寸。

4.根据权利要求3所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述第一定位部(111)的尺寸大于所述导流罩(12)的尺寸。

5.根据权利要求1所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述定位组件(1)设有冷却流道，所述冷却流道用于将气流引入所述定位组件(1)内。

6.根据权利要求5所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述定位组件(1)包括定位件(11)和导流罩(12)，所述导流罩(12)设于所述定位件(11)的外周；所述冷却流道包括设于所述定位件(11)的流道，和/或，设于所述定位件(11)与所述导流罩(12)之间的流道。

7.根据权利要求6所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述冷却流道包括设于所述定位件(11)的第一流道(113)和第二流道(114)，所述第一流道(113)用于向所述定位件(11)的内部引入气流，所述第二流道(114)连通所述第一流道(113)，用于将所述定位件(11)内部的气流排出。

8.根据权利要求7所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述冷却流道包括设于所述定位件(11)的第三流道(115)，所述第三流道(115)与所述第一流道(113)连通，所述第一流道(113)沿所述定位件(11)的轴向设置，所述第三流道(115)的进气端位于所述定位件(11)的侧向，用于向所述定位件(11)内部引入气流。

9.根据权利要求8所述的用于燃烧室的定位组件，其特征在于，所述第一流道(113)的其中一端穿出所述定位件(11)，且在穿出端设有堵头(116)。

10.一种燃烧室，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的用于燃烧室的定位组件。

11.根据权利要求10所述的燃烧室，其特征在于，包括燃烧室外机匣(5)和燃烧室火焰筒(7)，所述定位组件(1)连接所述燃烧室外机匣(5)和所述燃烧室火焰筒(7)。

12.根据权利要求11所述的燃烧室，其特征在于，包括定位球(2)和定位座(3)，所述燃烧室火焰筒(7)设有连接孔，所述定位球(2)和所述定位座(3)设于所述连接孔内，用于连接所述定位组件(1)。

13.根据权利要求12所述的燃烧室，其特征在于，包括压片(4)，所述压片(4)设于所述连接孔的外部，用于防止所述定位球(2)和定位座(3)从所述连接孔内脱落。

14.一种航空发动机，其特征在于，包括根据权利要求10～13任一项所述的燃烧室。